专题33 从全等到相似类比探究(解析版).docx
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- 专题33 从全等到相似类比探究解析版 专题 33 全等 相似 类比 探究 解析
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1、专题33 从全等到相似类比探究(解析版)第一部分 典例剖析类型一 从全等到相似旋转变换典例11(2021秋槐荫区期中)已知点E在ABC内,ABCEBD,ACBEDB60,AEB150,BEC90(1)当60时(如图1),判断ABC的形状,并说明理由;求证:AEBD=tanCED;(2)当90时(如图2),的结论还成立吗?若成立,说明理由;若不成立,求出AEBD的比值思路引领:(1)由三角形ABC中有两个60而求得它为等边三角形;由EBD也是等边三角形,连接DC,证得ABECBD,在直角三角形中很容易证得结论;(2)连接DC,证得ABCEBD,设BDx,在RtEBD中,DE2x,由相似比即得到比
2、值解:(1)ABC是等边三角形,理由如下:理由:ABCACB60,BAC180ABCACB60ABCACB,ABC是等边三角形,证明:同理EBD也是等边三角形,如图1,连接DC,则ABBC,BEBD,ABE60EBCCBD,ABECBD(SAS),AECD,AEBCDB150,EDC150BDE90,在RtEDC中,tanCED=CDDE=AEBD;(2)结论不成立,理由如下:如图2,连接CD,ABCEBD90,ACBEDB60,ABCEBD,ABBE=BCBD,即ABBC=BEBD,又ABE90EBCCBD,ABECBD,AEBCDB150,AEDC=BEBD,EDC150BDE90,CED
3、BECBED90(90BDE)60,设BDx,在RtEBD中,DE2x,BE=3x,CD23x,AEDC=BEBD,AE=3x23xx=6x,AEBD=6总结提升:本题是三角形综合题,考查了相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,解直角三角形,证得ABECBD是解题的关键典例2(2022泰山区一模)(1)如图1,菱形AECH的顶点E、H在菱形ABCD的边上,且BAD60,请直接写出HD:GC:EB的结果(不必写计算过程);(2)将图1中的菱形AEGH绕点A旋转一定角度,如图2,求HD:GC:EB;(3)把图2中的菱形都换成矩形,如图3,且AD:ABAH:AE1:
4、3,此时HD:GC:EB的结果与(2)小题的结果相比有变化吗?如果有变化,求出变化后的结果;若无变化,请说明理由思路引领:(1)连接AG,证得A、G、C共线,进而得出结果;(2)作DFGH,DFGH,连接CF,ADHABE和ABEDCF,进一步得出结果;(3)作DHGF,连接CF,证明ADHABE和ABEDCF,进一步得出结果解:如图1,连接AG,四边形AEGH和ABCD是菱形,AGH=12EGH=30,ACD=12BCD=30,ADAB,AHAE,AGHDCG,DHBE,A、G、C共线,GHCD,DHCG=AHAG=13,HD:GC:EB1:3:1;(2)如图2,作DFGH,DFGH,连接C
5、F,由(1)可得:AEAH,HAEDAB60,ABAD,HAEHABDABHAB,EABDAB,ADHABE(SAS),DHEB,同理可得:ABEDCF,CFBEDHFG,DFCAHD,DFGDHG,CFGAHG120,FCGFGC30,FG:CG1:3,HD:GC:EB1:3:1;(3)如图3,HD:GC:EB1:3:1,比值由变化,理由如下:作DHGF,连接CF,由(2)得,DAHBAE,AHAE=ADAB=13,ADHABE,DHBE=AHAE=13,同理(2)可得:ABEDCF,CFGAHG90,CG=FG2+CF2=10FG=10DH,HD:GC:EB1:10:3;总结提升:本题考查
6、了菱形和矩形性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质等知识,解决问题的关键是作辅助线,构造相似三角形和全等三角形典例3(2022湘潭县校级模拟)如图1,ABC中,ABC45,AHBC于点H,点D在AH上,且DHCH,连结BD(1)求证:BDAC;(2)将BHD绕点H旋转,得到EHF(点B,D分别与点E,F对应),连接AE如图2,当点F落在AC上时(F不与C重合),若CF1,tanC3,求AE的长;如图3,当EHF是由BHD绕点H逆时针旋转30得到时,设射线CF与AE相交于点G,连接GH,试探究线段GH与EF之间满足的数量关系,并说明理由思路引领:(1)先判断出AHBH,再判断出BH
7、DAHC即可;(2)先根据tanC3,求出AH3CH,然后根据EHAFHC,得到,AE3CF,可得结论;方法1、先判断出AGQCHQ,得到AQGQ=CQHQ,然后判断出AQCGQH,用相似比即可方法2、取EF的中点K,连接GK,HK,先证明GKHK=12EF,再证明GKH是等边三角形即可(1)证明:在RtAHB中,ABC45,AHBH,在BHD和AHC中,AH=BHBHD=AHC=90DH=CH,BHDAHC(SAS),BDAC,(2)解:如图,在RtAHC中,tanC3,AHCH=3,AHCEHF90,AHECHF,HAHE,HCHF,EHAFHC,AECF=AHCH=3,CF1,AE3;结
8、论:EF2HG方法1、如图1,EHF是由BHD绕点H逆时针旋转30得到,HDHF,AHF30CHF90+30120,由有,AEH和FHC都为等腰三角形,GAHHCG30,CGAE,点C,H,G,A四点共圆,CGHCAH,设CG与AH交于点Q,AQCGQH,AQCGQH,ACHG=AQGQ=1sin30=2,EHF是由BHD绕点H逆时针旋转30得到,EFBD,由(1)知,BDAC,EFACEFHG=ACGH=AQGQ=1sin30=2即:EF2HG方法2、如图,取EF的中点K,连接GK,HK,由旋转知,EHF90,EKHK=12EF,由旋转知,CGEAGC90,EKGK=12EF,HKGK,EK
9、HK,FKG2AEF,EKGK,HKF2HEF,由旋转知,AHF30,AHE120,由(1)知,BHAH,BHEH,AHEH,AEH30,HKGFKG+HKF2AEF+2HEF2AEH60,HKG是等边三角形,GHGK,EF2GK2GH,即:EF2GH总结提升:此题是几何变换综合题,主要考查了旋转的性质,全等三角形的性质和判定,相似三角形的性质和判定,勾股定理,锐角三角函数的意义,等腰三角形的判定和性质,解本题的关键是相似三角形性质和判定的运用典例4(2022杭州模拟)已知,在等腰直角ABC中,ABAC,BAC90,点D为直线BC上的一动点(点D不与点B、C重合),连接AD,以AD为边向右作等
10、腰直角ADE,ADAE,连接CE(1)填空:当点D在线段BC上如图(一),可通过证明 ,得到BD ,进而判断CE,CD,BC三条线段的数量关系为 (2)当点D在线段BC的延长线上且其他条件不变如图(二),(1)中CE,CD,BC三条线段的数量关系是否仍然成立?如果成立,请说明理由;如果不成立,请写出你的结论,并证明(3)当点D在线段CB的延长线上且其他条件不变,请你构造出图形,并写出CE,CD,BC三条线段的数量关系思路引领:(1)证ABDACE(SAS),得BDCE;由可知,BDCE,再由BCBD+CD,即可得出结论;(2)证ABDACE(SAS),得BDCE,再由BDBC+CD,即可得出结
11、论;(3)证ABDACE(SAS),得BDCE,再由CDBC+BD,即可得出结论,解:(1)BACDAE90,BADCAE,在ABD和ACE中,AB=ACBAD=CAEAD=AE,ABDACE(SAS),BDCE,故答案为:ABD,ACE,CE;BDCE,BCBD+CDCE+CD,故答案为:BCCE+CD;(2)不成立,存在的数量关系为CEBC+CD,证明如下:BACDAE90,BADCAE,在ABD和ACE中,AB=ACBAD=CAEAD=AE,ABDACE(SAS),BDCE,BDBC+CD,CEBC+CD;(3)当点D在边CB的延长线上时,如图(三)所示:CE,CD,BC三条线段的数量关
12、系为:CDBC+CE,理由如下:BACDAE90,DAEBAEBACBAE,即BADCAE,在ABD和ACE中,AB=ACBAD=CAEAD=AE,ABDACE(SAS),BDCE,CDBC+BDBC+CE总结提升:本题属于三角形综合题,考查了全等三角形的判定与性质以及等腰直角三角形的性质等知识,本题综合性强,熟练掌握等腰三角形的性质,证明三角形全等是解题的关键,属于中考常考题型类型二 从全等到相似变式探究典例5(2022坪山区一模)已知四边形ABCD中,E、F分别是AB、AD边上的点,DE与CF交于点G问题发现:(1)如图1,若四边形ABCD是正方形,且DECF于G,则DECF= ;如图2,
13、当四边形ABCD是矩形时,且DECF于G,ABm,ADn,则DECF=;拓展研究:(2)如图3,若四边形ABCD是平行四边形,且B+EGC180时,求证:DECF=ADCD;解决问题:(3)如图4,若BABC5,DADC10,BAD90,DECF于G,请直接写出DECF的值思路引领:(1)由“ASA”可证ADEDCF,可得DECF,可求解;通过证明AEDDFC,可得DECF=ADCD=nm;(2)通过证明ADEDCM,可得DECM=ADDC,可得结论;(3)设CNx,BADBCD,推出BCDA90,证BCMDCN,求出CM=12x,在RtCMB中,由勾股定理得出BM2+CM2BC2,代入得出方
14、程(x5)2+(12x)252,求出CN8,证出AEDNFC,即可得出答案(1)解:四边形ABCD是正方形,ADCD,BADADC90,DECF,DGF90ADC,ADE+EDC90EDC+DCF,ADEDCF,ADEDCF(ASA),DECF,DECF=1,故答案为:1;解:四边形ABCD是矩形,AFDC90,ABCDm,CFDE,DGF90,ADE+CFD90,ADE+AED90,CFDAED,ACDF,AEDDFC,DECF=ADCD=nm,故答案为:nm;(2)证明:如图所示,B+EGC180,EGC+EGF180,BEGF,在AD的延长线上取点M,使CMCF,则CMFCFM,ABCD
15、,ACDM,ADBC,B+A180,BEGF,EGF+A180,AEDCFMCMF,ADEDCM,DECM=ADDC,即DECF=ADDC;(3)解:过C作CNAD于N,CMAB交AB延长线于M,连接BD,设CNx,BAD90,即ABAD,AMCNA90,四边形AMCN是矩形,AMCN,ANCM,在BAD和BCD中,AD=CDAB=BCBD=BD,BADBCD(SSS),BCDA90,ABC+ADC180,ABC+CBM180,MBCADC,CNDM90,BCMDCN,CMCN=BCCD,CMx=510,CM=12x,在RtCMB中,CM=12x,BMAMABx5,由勾股定理得:BM2+CM2
16、BC2,(x5)2+(12x)252,解得:x10(舍去),x28,CN8,AFGD90,AED+AFG180,AFG+NFC180,AEDCFN,ACNF90,AEDNFC,DECF=ADCN=108=54总结提升:本题是相似形综合题,考查了矩形性质和判定,勾股定理,平行四边形的性质和判定,全等三角形的性质和判定,相似三角形的性质和判定的应用等知识,解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题,学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题典例6(2022秋连山区校级月考)如图,OAB和OCD中,OAOB,OCOD,AOBCOD90,AC、BD交于点M(1)如图1,求证:AC与BD的数量与位置关系并
17、说明理由;(2)连接MO,求证:MO平分BMC;(3)如图2,AOBCOD60时,直接写出AMD的度数思路引领:(1)证明AOCBOD(SAS)由全等三角形的性质可得出答案;(2)过点O作OGBD,OHAC于点G,H,根据SAOCSBOD,ACBD,证明点O在BMC的平分线上,进而可以解决问题;(3)结合(1)得出OACOBD由三角形外角定义可得出答案(1)证明:ACBD,ACBD,理由:AOBCOD,AOB+AODCOD+AOD,AOCBOD在AOC和BOD中,OA=OBAOC=BODOC=OD,AOCBOD(SAS)ACBD;AOCBOD,OACOBD,OAC+AME+AEM180,OBD
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